印制板表面化學鍍鎳/金產生金面“龜紋”的改善

邱成偉 李小海 王予州 王曉檳

（惠州中京電子科技有限公司 ，廣東 惠州 519029）

1 現象分析

我公司化學鍍鎳/金（ENIG）板“龜紋”異常高頻率出現，產生較大的報廢經濟損失，隨即我公司對此案件做專案改善項目。

龜紋如圖1所示，初步觀察龜紋可能存在銅面污染，對龜紋異常的料號進行銅面檢驗未發現有異常污染物在板面。

圖1 金面“龜紋”異常

2 驗證過程

2.1 驗證化金前處理機、壓膠機對龜紋是否存在影響

試驗方案三種，如表1所示。

表1 試驗方案

方案1試驗結果龜紋無改善，排除化金前處理異常；方案2結果無龜紋現象，排除因前處理造成污染，剝錫將其咬蝕干凈一說；方案3試驗結果金面的龜紋呈規律性的粗糙狀，用600倍顯微鏡觀察排列要比龜紋更緊湊，與龜紋一樣可見其晶格間的粘合物，其中的紋路更像膠狀粘合物。

2.2 驗證防焊不同顯影速度與清洗效果對龜紋是否存在影響

試驗方案二種，如表2所示。正常化鎳金后兩種方案均無龜紋出現，說明顯影速度與清潔效果不會對龜紋產生影響。

表2 試驗方案

2.3 我司化金線是否存在異常

協力商與廠內都進行生產比較，結果都無龜紋，如表3所示。

表3 試驗方案

2.4 驗證剝錫前放置時間對剝錫效果影響

試驗方案三種，如表4所示，可否定剝錫時間與龜紋生成有關。

表4 試驗方案

2.5 驗證剝錫速度對龜紋生成是否存在影響

試驗方案三種，如表5所示均未出現龜紋現象，也就是說剝錫不凈不會造成龜紋不良的發生。

表5 試驗方案

2.6 驗證除油、微蝕對龜紋是否有影響

試驗方案二種，如表6所示，說明龜紋與除油、微蝕關系重大。

表6 試驗方案

2.7 驗證除油對龜紋生成是否存在影響

將化金線除油更改為酸洗槽，及以除油劑配槽做試驗，如表7所示。

表7 試驗方案

試驗結果：除油更改為酸洗槽的無龜紋現象，生產按此執行跟進七天皆無龜紋出現。除油與龜紋生成有很大關系，在除油劑切換過來的第三天，化金線再次出現龜紋，再次驗證除油存在異常。

2.8 確認龜紋異常元素

能譜元素分析灌膠橫截面銅鎳層間有硅元素，未灌膠的銅層有鋇元素 ，委外能譜元素分析銅面有氯元素存在，氯、硅、鋇三種異常元素都是油墨中所有。龜紋板金面能譜元素分析如圖2、圖3所示；對鎳銅交界處能譜元素分析如圖4、圖5所示。

圖2

圖3

圖4

圖5

3 問題發生源層別

配槽后試驗觀察，我司除油槽使用不到三天仍然有龜紋出現，說明槽體本身問題可能性較小。由于我司有一款鋁基板需試驗處理，無意間在化金線過除油時發現鋁基板反應劇烈，不斷有氣泡產生。于是模擬除油槽開缸比例，以化金除油劑與抗氧化除油劑配槽在燒杯內，再以小鋁片放置其中浸泡，觀察發現放在化金除油劑鋁片反應劇烈，而抗氧化除油劑不產生反應。

試驗說明鹽酸對油墨攻擊性遠遠高于硫酸，而龜紋的能譜元素分析結果就包含有油墨中的硅、氯、鋇異常元素。鋁為兩性金屬，與鹽酸和硫酸都產生反應，生成氫氣。對兩種除油劑原液做氯離子分析，分析結果化金除油劑氯離子高達20 g/L，而抗氧化除油劑分析無氯離子，后向化金藥水商負責人確認除油劑中的確有鹽酸成份。

4 結論

各項試驗說明，除油槽在使用含鹽酸的除油劑情況下金面龜紋嚴重，而在使用3%硫酸與不含鹽酸的除油劑時未出現龜紋不良；除油槽中鹽酸溶液對油墨攻擊較大，使油墨析出吸附在焊盤上，由于小的焊盤不易清洗，從而導致龜紋發生。